Gliukozė

Gliukozė (dekstrozė) yra monosacharidas, kuris yra universalus energijos šaltinis žmonėms. Tai yra galutinis di - ir polisacharidų hidrolizės produktas. Junginį atrado anglų gydytojas Williamas Proutas 1802 m.

Gliukozė arba vynuogių cukrus yra būtina žmogaus centrinės nervų sistemos maistinė medžiaga. Tai užtikrina normalią kūno veiklą, kuriai būdingas stiprus fizinis, emocinis, intelektualinis stresas ir greitas smegenų atsakas į force majeure situacijas. Kitaip tariant, gliukozė yra reaktyvinis kuras, palaikantis visus gyvybiškai svarbius procesus ląstelių lygiu..

Junginio struktūrinė formulė - C6H12O6.

Gliukozė yra saldaus skonio kristalinė medžiaga, bekvapė, lengvai tirpsta vandenyje, koncentruoti sieros rūgšties, cinko chlorido, Schweitzerio reagento tirpalai. Gamtoje jis susidaro dėl augalų fotosintezės, pramonėje - hidrolizuojant celiuliozę, krakmolą.

  • Dienos norma
  • Hiperglikemija ir hipoglikemija
  • Nauda ir žala
  • Šaltiniai
  • Gliukozė medicinoje: išsiskyrimo forma
  • Kokiais atvejais ir kokiomis dozėmis skiriama „medicininė“ gliukozė?
  • Rezultatas

Molinė junginio masė yra 180,16 g / mol.

Gliukozės saldumas yra perpus mažesnis nei sacharozės.

Monosacharidas naudojamas kulinarijoje ir medicinos pramonėje. Jo pagrindu pagaminti preparatai vartojami apsinuodijimui palengvinti ir cukrinio diabeto buvimui bei tipui nustatyti.

Apsvarstykite terminus "hiperglikemija", "hipoglikemija" - kas tai yra, gliukozės nauda ir žala, kai medžiaga yra, vartojimas medicinoje.

Dienos norma

Norėdamas maitinti smegenų ląsteles, eritrocitus, ruožuotus raumenis ir aprūpinti kūną energija, žmogus turi valgyti „savo“ individualų greitį. Norėdami jį apskaičiuoti, padauginkite savo tikrąjį kūno svorį iš koeficiento 2,6. Gauta vertė yra jūsų kūno paros poreikis monosacharidui.

Tuo pačiu metu žinių darbuotojai (biuro darbuotojai), atliekantys skaičiavimo planavimo operacijas, sportininkai ir žmonės, patiriantys didelę fizinę veiklą, turėtų padidinti dienos normą, nes šioms operacijoms reikia daugiau energijos.

Gliukozės poreikis mažėja esant nejudriam gyvenimo būdui, polinkiui į cukrinį diabetą ir antsvoriui. Tokiu atveju kūnas energijai generuoti naudos ne lengvai virškinamą sacharidą, o riebalų atsargas.

Atminkite, kad vidutinio sunkumo gliukozė yra vaistas ir vidaus organų bei sistemų „kuras“. Pernelyg didelis saldumo vartojimas paverčia nuodais, naudingąsias savybes paverčiant žala.

Hiperglikemija ir hipoglikemija

Sveiko žmogaus nevalgius gliukozės kiekis kraujyje nevalgius yra 3,5–5,5 milimolio litre, suvalgius jis padidėja iki 7,8.

Jei šis rodiklis yra žemesnis už normą, išsivysto hipoglikemija, aukštesnė - hiperglikemija. Bet kokie nukrypimai nuo leistinos vertės sukelia organizmo sutrikimus, kartais negrįžtamus sutrikimus.

Padidėjęs gliukozės kiekis kraujyje padidina insulino gamybą, dėl to kasa dirba intensyviai „dėvėdama“. Dėl to organas pradeda mažėti, yra rizika susirgti cukriniu diabetu, kenčia imunitetas. Kai gliukozės koncentracija kraujyje pasiekia 10 milimolių litre, kepenys nustoja susidoroti su savo funkcijomis, sutrinka kraujotakos sistemos darbas. Cukraus perteklius yra susijęs su trigliceridų (riebalų ląstelių) susidarymu, kurie išprovokuoja vainikinių arterijų ligos, aterosklerozės, hipertenzijos, širdies priepuolio, smegenų kraujavimo atsiradimą..

Pagrindinė hiperglikemijos išsivystymo priežastis yra kasos funkcijos sutrikimas.

Maisto produktai, mažinantys cukraus kiekį kraujyje:

  • avižiniai dribsniai;
  • omarai, omarai, krabai;
  • mėlynių sultys;
  • pomidorai, juodieji serbentai;
  • sojos sūris;
  • salotų lapai, moliūgai;
  • Žalioji arbata;
  • avokadas;
  • mėsa, žuvis, vištiena;
  • citrina, greipfrutas;
  • migdolai, anakardžiai, žemės riešutai;
  • ankštiniai;
  • arbūzas;
  • česnako ir svogūno.

Gliukozės kiekio kraujyje sumažėjimas lemia nepakankamą smegenų mitybą, kūno silpnėjimą, kuris išprovokuoja alpimą. Žmogus praranda jėgas, atsiranda raumenų silpnumas, atsiranda apatija, sunkus fizinis krūvis, pablogėja koordinacija, atsiranda nerimo jausmas ir sąmonės bukas. Ląstelės yra bado būsenoje, sulėtėja jų dalijimasis ir atsinaujinimas, padidėja audinių mirties rizika.

Hipoglikemijos priežastys: apsinuodijimas alkoholiu, saldaus maisto trūkumas dietoje, vėžys, skydliaukės funkcijos sutrikimas.

Norėdami palaikyti normalią gliukozės koncentraciją kraujyje, atkreipkite dėmesį į izoliuoto aparato darbą, praturtinkite savo dienos valgiaraštį sveikais natūraliais saldumynais, kuriuose yra monosacharidų. Atminkite, kad dėl mažo insulino kiekio negalima tinkamai absorbuoti junginio, dėl kurio atsiranda hipoglikemija..

Nauda ir žala

Pagrindinės gliukozės funkcijos yra mityba ir energija. Jų dėka jis palaiko širdies plakimą, kvėpavimą, raumenų susitraukimą, smegenų darbą, nervų sistemą ir reguliuoja kūno temperatūrą.

Gliukozės vertė žmogaus organizme:

  1. Dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose, veikia kaip labiausiai įsisavinamas energijos šaltinis.
  2. Palaiko kūno veiklą.
  3. Maitina smegenų ląsteles, gerina atmintį, mokymąsi.
  4. Skatina širdies darbą.
  5. Greitai numalšina alkį.
  6. Malšina stresą, koreguoja psichinę būseną.
  7. Pagreitina raumenų audinio atsistatymą.
  8. Padeda kepenims neutralizuoti toksines medžiagas.

Daugelį metų gliukozė buvo naudojama organizmo intoksikacijai palengvinti - hipoglikemija. Monosacharidas yra kraujo pakaitalų, vaistų nuo šoko, vartojamų kepenų ir centrinės nervų sistemos ligoms, dalis. Į veną gliukozei suleidžiama daug vaistų, įskaitant novokainą, kalio chloridą, kurie dažnai naudojami medicinos praktikoje.

Be teigiamo poveikio, gliukozė gali pakenkti senyvo amžiaus žmonių organizmui, pacientams, kurių medžiagų apykaita yra sutrikusi, ir sukelti šias pasekmes:

  • nutukimas;
  • tromboflebito išsivystymas;
  • kasos perkrova;
  • alerginių reakcijų atsiradimas;
  • padidėjęs cholesterolio kiekis;
  • uždegiminių, širdies ligų, vainikinių kraujotakos sutrikimų atsiradimas;
  • arterinė hipertenzija;
  • tinklainės pažeidimas;
  • cukrinis diabetas;
  • endotelio disfunkcija.

Atminkite, kad monosacharidų kiekį organizme reikia visiškai kompensuoti suvartojant kalorijas energijos poreikiams..

Šaltiniai

Monosacharido yra gyvūnų raumenų glikogene, krakmole, uogose ir vaisiuose. 50% organizmui reikalingos energijos žmogus gauna iš glikogeno (nusėdusio kepenyse, raumenų audinyje) ir gliukozės turinčių produktų.

Pagrindinis natūralus junginio šaltinis yra medus (80%), jame taip pat yra dar vieno naudingo angliavandenio - fruktozės.

Mitybos specialistai rekomenduoja kūną skatinti išgauti sacharidus iš maisto, vengti rafinuoto cukraus..

1 lentelės numeris „Kas yra gliukozė“
Produkto pavadinimasMonosacharidų kiekis 100 gramų, gramas
Rafinuotas cukrus99.7
Bičių medus80.1
Marmeladas79.2
Meduoliai77.6
Makaronai70.5
Saldūs šiaudeliai69.1
Datos69.0
perlinės kruopos66.8
Džiovinti abrikosai66.1
Razinos65.6
Obuolių uogienė65.0
Šokoladas63.2
Ryžiai62.2
Avižiniai dribsniai61.7
Kukurūzai61.3
Grikiai60.3
balta duona52.8
ruginė duona44.2
Ledai21.2
Bulvės8.0
Obuoliai7.8
Vynuogės7,7
Burokėliai6.6
Morkos5.6
vyšnia5.4
Saldžios vyšnios5.4
Pienas4.4
Agrastas4,3
Moliūgas4.1
Ankštiniai augalai4.1
Kopūstai4.0
Avietė3.8
Pomidorai3.3
Varškė3.2
Grietinė3.0
Slyvos3.0
Kepenys2.7
Braškių2.6
Spanguolė2.4
Arbūzas2,3
Apelsinai2,3
Abrikosai2.1
Mandarinai2.0
Sūris2.0
Persikai2.0
Kriaušė1.7
Juodieji serbentai1.4
Agurkai1,2
Alyva0,4
Kiaušiniai0.3

Gliukozė medicinoje: išsiskyrimo forma

Gliukozės preparatai priskiriami detoksikacijoms ir medžiagų apykaitai. Jų veikimo spektras yra skirtas medžiagų apykaitos ir redokso procesams organizme pagerinti. Veiklioji šių vaistų sudedamoji dalis yra dekstrozės monohidratas (liofilizuota džiovinta gliukozė kartu su pagalbinėmis medžiagomis)..

Monosacharido išsiskyrimo formos ir farmakologinės savybės:

  1. Tabletės, kuriose yra 0,5 g sausos dekstrozės. Vartojant per burną, gliukozė turi vazodilatacinį ir raminamąjį poveikį (vidutiniškai ryškus). Be to, vaistas papildo energijos atsargas, padidindamas intelektinį ir fizinį produktyvumą..
  2. Infuzinis tirpalas. Litre 5% gliukozės yra 50 gramų bevandenės dekstrozės, 10% kompozicijoje - 100 gramų medžiagos, 20% mišinyje - 200 gramų angliavandenių, 40% koncentrate - 400 gramų sacharido. Atsižvelgiant į tai, kad 5% sacharido tirpalas yra izotoninis kraujo plazmos atžvilgiu, vaisto patekimas į kraują padeda normalizuoti rūgščių-šarmų ir vandens-elektrolitų pusiausvyrą organizme..
  3. Tirpalas injekcijoms į veną. 5 ml koncentrato mililitre yra 50 miligramų džiovintos dekstrozės, 10–100 miligramų, 25–250 miligramų, 40–400 miligramų. Vartojant į veną, gliukozė padidina osmosinį kraujospūdį, išplečia kraujagysles, padidina šlapinimąsi, sustiprina skysčių nutekėjimą iš audinių, suaktyvina medžiagų apykaitos procesus kepenyse ir normalizuoja miokardo susitraukimo funkciją..

Be to, sacharidas naudojamas dirbtinei medicininei mitybai, įskaitant enterinę ir parenteralinę.

Kokiais atvejais ir kokiomis dozėmis skiriama „medicininė“ gliukozė?

Vartojimo indikacijos:

  • hipoglikemija (maža cukraus koncentracija kraujyje);
  • angliavandenių mitybos trūkumas (su psichine ir fizine perkrova);
  • reabilitacijos laikotarpis po užsitęsusių ligų, įskaitant infekcines (kaip papildomą maistą);
  • širdies veiklos dekompensacija, žarnyno infekcinės patologijos, kepenų ligos, hemoraginė diatezė (kompleksinėje terapijoje);
  • kolapsas (staigus kraujospūdžio kritimas);
  • šokas;
  • dehidracija, kurią sukelia vėmimas, viduriavimas ar operacija;
  • apsinuodijimas ar apsinuodijimas (įskaitant vaistus, arseną, rūgštis, anglies monoksidą, fosgeną);
  • padidinti vaisiaus dydį nėštumo metu (įtarus mažą svorį).

Be to, "skystoji" gliukozė vartojama parenteraliai vartojamų vaistų skiedimui.

Izotoninis gliukozės tirpalas (5%) skiriamas šiais būdais:

  • po oda (vienkartinė porcija - 300 - 500 mililitrų);
  • į veną lašinamas (maksimalus injekcijos greitis yra 400 mililitrų per valandą, dienos norma suaugusiesiems yra 500 - 3000 mililitrų, paros dozė vaikams yra 100 - 170 mililitrų tirpalo kilogramui vaiko svorio, naujagimiams šis skaičius sumažinamas iki 60);
  • klizmos pavidalu (viena medžiagos dalis svyruoja nuo 300 iki 2000 mililitrų, priklausomai nuo paciento amžiaus ir būklės).

Hipertoniniai gliukozės koncentratai (10%, 25% ir 40%) naudojami tik injekcijoms į veną. Be to, vienu metu suleidžiama ne daugiau kaip 20-50 mililitrų tirpalo. Tačiau esant dideliam kraujo netekimui, hipoglikemijai, infuzijai naudojamas hipertoninis skystis (100 - 300 mililitrų per dieną).

Atminkite, kad farmakologines gliukozės savybes sustiprina askorbo rūgštis (1%), insulinas, metileno mėlynasis (1%).

Gliukozės tabletės geriamos po 1 - 2 vienetus per dieną (jei reikia, dienos dozė padidinama iki 10 tablečių).

Kontraindikacijos vartoti gliukozę:

  • diabetas;
  • patologijos kartu su cukraus koncentracijos padidėjimu kraujyje;
  • individualus gliukozės netoleravimas.
  • hiperhidracija (dėl didelių izotoninio tirpalo dalių įvedimo);
  • sumažėjęs apetitas;
  • poodinio audinio nekrozė (jei po oda patenka hipertoninis tirpalas);
  • ūminis širdies nepakankamumas;
  • venų uždegimas, trombozė (dėl greito tirpalo vartojimo);
  • izoliuoto aparato disfunkcija.
  • Kodėl jūs pats negalite laikytis dietos
  • 21 patarimas, kaip nepirkti pasenusio produkto
  • Kaip daržoves ir vaisius išlaikyti šviežius: paprasti triukai
  • Kaip įveikti potraukį cukrui: 7 netikėti maisto produktai
  • Mokslininkai teigia, kad jaunystę galima prailginti

Atminkite, kad per greitas gliukozės vartojimas yra susijęs su hiperglikemija, osmosine diureze, hipervolemija, hipergliukozurija.

Rezultatas

Gliukozė yra būtina žmogaus organizmo maistinė medžiaga.

Monosacharido suvartojimas turi būti pagrįstas. Per didelis ar nepakankamas suvartojimas pablogina imunitetą, sutrikdo medžiagų apykaitą, sukelia sveikatos problemų (lemia širdies, endokrininės, nervų sistemos disbalansą, mažina smegenų veiklą).

Norėdami išlaikyti aukštą kūno lygį ir gauti pakankamai energijos, venkite alinančio fizinio krūvio, streso, stebėkite kepenų, kasos darbą, valgykite sveikus angliavandenius (kruopas, vaisius, daržoves, džiovintus vaisius, medų). Tuo pačiu metu atsisakykite „tuščių“ kalorijų, kurias rodo pyragai, pyragaičiai, saldumynai, sausainiai, vafliai..

Daugiau šviežios ir aktualios informacijos apie sveikatą mūsų „Telegram“ kanale. Prenumeruokite: https://t.me/foodandhealthru

Specialybė: terapeutas, neurologas.

Bendra patirtis: 5 metai.

Darbo vieta: BUZ PA "Korsakovo centrinė rajono ligoninė".

Išsilavinimas: I. S. valstybinis Oryolio universitetas Turgenevas.

2011 m. - bendrosios medicinos diplomas, Oryol valstybinis universitetas

2014 m. - sertifikatas pagal specialybę „Terapija“, Oryolio valstybinis universitetas

2016 m. - Neurologijos diplomas, Oryolio valstybinis universitetas, pavadintas I.S. Turgenevas

BUZ PA „Korsakovo centrinė regioninė ligoninė“ vyriausiojo gydytojo pavaduotojas organizaciniam ir metodiniam darbui

Kampanijos pavadinimas gliukozė

C gliukozė6H12O6 yra labiausiai paplitęs ir svarbiausias monosacharidas - heksozė. Tai yra daugumos dietinių di- ir polisacharidų struktūrinis vienetas..

Biologinis gliukozės vaidmuo

Gliukozė natūraliai susidaro fotosintezės procese, veikiant saulės spinduliams augalų lapuose:

Gliukozė yra vertinga maistinė medžiaga. Tai yra būtinas gyvūnų kraujo ir audinių komponentas ir tiesioginis ląstelių reakcijų energijos šaltinis. Kai jis oksiduojamas audiniuose, išsiskiria energija, reikalinga normaliam organizmų funkcionavimui:

Gliukozė yra būtinas angliavandenių apykaitos komponentas. Tai būtina norint susidaryti glikogenui kepenyse (angliavandenių kaupimas žmonėms ir gyvūnams).

Asmens gliukozės kiekis kraujyje yra pastovus. Visame suaugusio žmogaus kraujo tūryje yra 5-6 g gliukozės. Šios sumos pakanka padengti kūno energijos sąnaudas per 15 jo gyvenimo minučių..

Sumažėjus jo kiekiui kraujyje arba padidėjus jo koncentracijai ir neįmanoma jo naudoti, kaip tai atsitinka sergant cukriniu diabetu, prasideda mieguistumas, gali sutrikti sąmonė (hipoglikeminė koma)..

Gliukozės struktūra. Izomerija

Gliukozės molekulėje yra aldehido ir hidroksilo grupių.

Vaizdo įrašų patirtis „Gliukozės atpažinimas naudojant kokybines reakcijas“

Monosacharidams taip pat būdinga kitokia struktūra, atsirandanti dėl intramolekulinės reakcijos tarp karbonilo grupės su vienu iš alkoholio hidroksidų. Tokią reakciją vienos molekulės viduje lydi jos ciklizacija.

Yra žinoma, kad stabiliausi yra 5 ir 6 narių žiedai. Todėl paprastai vyksta karbonilo grupės sąveika su hidroksilu prie 4 arba 5 anglies atomo.

Dėl karbonilo grupės sąveikos su viena iš hidroksilo grupių gliukozė gali būti dviejų formų: atviros grandinės ir ciklinės.

Ciklinės gliukozės formos susidarymas aldehido grupės ir alkoholio hidroksilo sąveikos metu Cpenki veda prie naujo hidroksilo atsiradimo C temperatūroje1 vadinamas pusiau acetaliniu (kraštutinėje dešinėje). Jis skiriasi nuo kitų didesniu reaktyvumu, o ciklinė forma šiuo atveju dar vadinama hemiacetaline.

Kristalinėje būsenoje gliukozė yra ciklinės formos, o ištirpęs iš dalies virsta atvira ir nustatoma judriosios pusiausvyros būsena.

Pavyzdžiui, vandeniniame gliukozės tirpale yra šios struktūros:

Judanti pusiausvyra tarp vienas kitą konvertuojančių struktūrinių izomerų (tautomerų) vadinama tautomerizmu. Šis atvejis susijęs su monosacharidų ciklo grandinės tautomerizmu.

Ciklinės gliukozės α- ir β-formos yra erdviniai izomerai, kurie skiriasi hemiacetalinio hidroksilo padėtimi, palyginti su žiedo plokštuma..

Α-gliukozėje šis hidroksilas yra trans-padėtyje į hidroksimetilo grupę -CH2OH, β-gliukozėje - cis padėtyje.

Atsižvelgiant į šešių narių ciklo erdvinę struktūrą

šių izomerų formulės yra šios:

Vaizdo filmas „Gliukozė ir jos izomerai“

Panašūs procesai vyksta ir ribozės tirpale:

Kietoje būsenoje gliukozė turi ciklinę struktūrą.

Paprastoji kristalinė gliukozė yra α forma. Tirpale β forma yra stabilesnė (esant pusiausvyros pusiausvyrai, ji sudaro daugiau nei 60% molekulių).

Aldehido formos dalis pusiausvyroje yra nereikšminga. Tai paaiškina sąveikos su fuksino sieros rūgštimi trūkumą (kokybinė aldehidų reakcija).

Medžiagų egzistavimo keliose konvertuojančiose izomerinėse formose reiškinį A. M. Butlerovas pavadino dinamine izomerija. Vėliau šis reiškinys buvo vadinamas tautomerizmu..

Be tautomerizmo reiškinio, gliukozei būdinga struktūrinė izomerija su ketonais (gliukozė ir fruktozė yra struktūriniai tarpklasio izomerai) ir optinė izomerija:

Fizikinės gliukozės savybės

Gliukozė yra bespalvė kristalinė medžiaga, lengvai tirpi vandenyje, saldaus skonio (lot. "Glucos" - saldus).

Jo yra augaluose ir gyvuose organizmuose, ypač vynuogių sultyse (todėl pavadinimas - vynuogių cukrus), prinokusiuose vaisiuose ir uogose. Medų daugiausia sudaro gliukozės ir fruktozės mišinys.

Žmogaus kraujyje jo yra apie 0,1 proc.

Vaizdo eksperimentas „Gliukozės nustatymas vynuogių sultyse“

Gliukozės gavimas

Pagrindinis praktinės svarbos monosacharidų gavimo būdas yra di- ir polisacharidų hidrolizė..

1. Polisacharidų hidrolizė

Gliukozė dažniausiai gaunama hidrolizuojant krakmolą (pramoninis gamybos būdas):

2. Disacharidų hidrolizė 3. Formaldehido aldolio kondensacija (AM Butlerovo reakcija)

Pirmąją angliavandenių sintezę iš formaldehido šarminėje terpėje atliko A.M. Butlerovas 1861 m.

4. Fotosintezė

Gamtoje gliukozė augaluose susidaro dėl fotosintezės:

Gliukozės taikymas

Gliukozė medicinoje naudojama kaip stiprinantis vaistas nuo širdies silpnumo, šoko simptomų, vaistiniams preparatams ruošti, kraujui išsaugoti, į veną lašinti, sergant įvairiausiomis ligomis (ypač išsekus organizmui)..

Gliukozė plačiai naudojama konditerijos gaminiuose (gaminant marmeladą, karamelę, meduolius ir kt.)

Gliukozė plačiai naudojama tekstilės pramonėje dažymui ir marginimui..

Gliukozė naudojama kaip pradinis produktas gaminant askorbo ir gliukono rūgštis, sintezuojant daugelį cukraus darinių ir kt..

Jis naudojamas veidrodžių ir eglutės dekoracijų gamybai (sidabravimas).

Mikrobiologinėje pramonėje kaip maistinė terpė pašarinėms mielėms gaminti.

Didelę reikšmę turi gliukozės fermentacijos procesai. Taigi, pavyzdžiui, rauginant kopūstus, agurkus, pieną, vyksta pieno rūgšties gliukozės fermentacija, taip pat silosuojant pašarus. Jei silosuojama masė nėra pakankamai sutankinta, tada, prasiskverbusiam orui, vyksta sviesto rūgšties fermentacija ir pašaras tampa netinkamas naudoti..

Praktiškai alkoholinė gliukozės fermentacija taip pat naudojama, pavyzdžiui, gaminant alų.

Fruktozė

Fruktozė (vaisių cukrus) C.6H12APIE6 - gliukozės izomeras. Laisvos fruktozės yra vaisiuose ir meduje. Tai sacharozės ir insulino polisacharidų dalis. Jis yra saldesnis už gliukozę ir sacharozę. Vertingas maistingas produktas.

Skirtingai nuo gliukozės, jis gali prasiskverbti iš kraujo į audinių ląsteles be insulino dalyvavimo. Dėl šios priežasties fruktozė yra rekomenduojama kaip saugiausias angliavandenių šaltinis diabetikams..

Kaip ir gliukozė, ji gali egzistuoti linijine ir cikline forma. Linijine forma fruktozė yra ketoninis alkoholis, turintis penkias hidroksilo grupes.

Jo molekulės struktūrą galima išreikšti formule:

Turėdama hidroksilo grupes, fruktozė, kaip ir gliukozė, gali sudaryti sacharatus ir esterius. Tačiau dėl to, kad nėra aldehido grupės, jis yra mažiau jautrus oksidacijai nei gliukozė. Fruktozė, kaip ir gliukozė, hidrolizuojama.

Fruktozė patenka į visas daugiasluoksnių alkoholių reakcijas, tačiau, skirtingai nei gliukozė, nereaguoja su sidabro oksido amoniakiniu tirpalu.

Kampanijos pavadinimas gliukozė

Šioje pamokoje tyrinėsime, ko gero, vieną skaniausių mūsų maisto komponentų - angliavandenius. Sužinosime jų atradimo istoriją ir pavadinimus, apsvarstysime angliavandenių klasifikaciją ir sudėtį. Padarykime keletą įdomių eksperimentų, parodančių jų savybes.

I. Mokomasis filmas tema: „Angliavandeniai“

II. Angliavandenių klasifikacija

Gamtoje dažniausiai angliavandeniai yra monosacharidai, kurių molekulėse yra penki anglies atomai (pentozės) arba šeši anglies atomai (heksozės).

III. Monosacharidai

Monosacharidai yra heterofunkciniai junginiai, jų molekulėse yra viena karbonilo grupė (aldehidas arba ketonas) ir keletas hidroksilo grupių..

taip pat galima nurodyti gliukozę ir fruktozę:

Pagal šias formules daroma išvada, kad monosacharidai yra aldehidiniai alkoholiai arba ketoniniai alkoholiai.

IV. Gliukozės C struktūra6H12O6

Filmas: „Gliukozė ir jos izomerai“

Eksperimentiškai nustatyta, kad gliukozės molekulėje yra aldehido ir hidroksilo grupių.

Dėl karbonilo grupės sąveikos su viena iš hidroksilo grupių gliukozė gali būti dviejų formų: atviros grandinės ir ciklinės.

Gliukozės tirpale šios formos yra pusiausvyroje..

Pavyzdžiui, vandeniniame gliukozės tirpale yra šios struktūros:

Ciklinės gliukozės α- ir β-formos yra erdviniai izomerai, besiskiriantys hemiacetalinio hidroksilo padėtimi, palyginti su žiedo plokštuma. Α-gliukozėje šis hidroksilas yra trans-padėtyje į hidroksimetilo grupę -CH2OH, β-gliukozėje - cis padėtyje. Atsižvelgiant į šešių narių žiedo erdvinę struktūrą, šių izomerų formulės yra

Medžiagų egzistavimo keliose konvertuojančiose izomerinėse formose reiškinį A. M. Butlerovas pavadino dinamine izomerija. Vėliau šis reiškinys buvo vadinamas tautomerizmu (iš graikų tauto - „tas pats“ ir meros - „dalis“).

Kietoje būsenoje gliukozė turi ciklinę struktūrą. Paprastoji kristalinė gliukozė yra α forma. Tirpale β forma yra stabilesnė (esant pusiausvyros pusiausvyrai, ji sudaro daugiau nei 60% molekulių). Aldehido formos dalis pusiausvyroje yra nereikšminga. Tai paaiškina sąveikos su fuksino sieros rūgštimi trūkumą (kokybinė aldehidų reakcija).

Be tautomerizmo reiškinio, gliukozei būdinga struktūrinė izomerija su ketonais (gliukozė ir fruktozė yra struktūriniai tarpklasio izomerai).

ir optinis izomerizmas:

V. Fizikinės gliukozės savybės

Gliukozė yra bespalvė kristalinė medžiaga, lengvai tirpi vandenyje, saldaus skonio (lot. "Glucos" - saldus):

1) jo yra beveik visuose augalo organuose: vaisiuose, šaknyse, lapuose, žieduose;

2) ypač daug gliukozės vynuogių sultyse ir prinokusiuose vaisiuose, uogose;

3) gliukozės yra gyvūnų organizmuose;

4) žmogaus kraujyje yra apie 0,1 proc..

Kai kurios varlės savo kūne aptiko gliukozės naudojimą - tai yra įdomu, nors ir kur kas mažiau svarbi. Žiemą kartais galima rasti varlių, sustingusių į ledo luitus, tačiau atšildžius varliagyviai atgyja. Kaip jiems pavyksta neužšalti iki mirties? Pasirodo, kad prasidėjus šaltam orui, varlės kraujyje gliukozės kiekis padidėja 60 kartų. Tai apsaugo nuo ledo kristalų susidarymo kūno viduje. Mes visi žinome, kad gliukozė yra pagrindinis kūno energijos substratas. Nors jame yra pusė riebalų kalorijų, jis oksiduojamas daug greičiau ir lengviau nei bet kuri kita medžiaga, galinti aprūpinti kūną energija. Visi angliavandeniai absorbuojami žarnyne. Yra vadinamasis „glikemijos indeksas“, leidžiantis palyginti atskirų angliavandenių absorbcijos greitį. Jei imsime gliukozės absorbcijos greitį kaip 100, tai atitinkamai fruktozės vertė yra 43, manozė yra 19, pentozė yra 9-15. Gliukozė yra stuburinių ir bestuburių vidinės aplinkos komponentas. Žmonių ir aukštesnių stuburinių gyvūnų gliukozės kiekis nevalgius yra pastoviausias. Prisiminkime, kad žmogaus kraujyje yra 70–120 mg /? gliukozės. Paukščių cukraus kiekis kraujyje yra labai aukštas (150-200 mg /?), O tai lemia jų labai didelė medžiagų apykaita. Tačiau bitėse yra didžiausias cukraus kiekis organizme (iki 3000 (!) Mg /?). Nenuostabu, kad jie mums atneša medaus. tokio cukraus kiekio (gliukozė + fruktozė) organizme neturi jokia kita gyva būtybė. 90% riebalinio audinio susidaro iš gliukozės ir tik 10% iš lipidų. Iš čia paaiškėja, ko verti visi šie „riebalų neutralizatoriai žarnyne“ ir t. Vienintelis realus būdas sumažinti riebalinio audinio kiekį yra apriboti angliavandenių kiekį maiste. Ramybės būsenoje esančiame žmogaus organizme 50% visos gliukozės sunaudoja smegenys, 20% - eritrocitai ir inkstai, 20% - raumenys, o kituose audiniuose lieka tik vos 10% gliukozės. Intensyviai dirbant raumenims, gliukozės suvartojimas raumenyse gali padidėti iki 50% viso lygio dėl bet ko, bet ne dėl smegenų. Kuo aukštesnis treniruočių lygis, tuo daugiau raumenys sunaudoja riebalų rūgščių energijai gauti ir tuo mažiau gliukozės. Aukštos kvalifikacijos sportininkų organizme 60–70% raumenų energijos tiekiama naudojant riebalų rūgštis ir tik 30–40% gliukozę.

TSOR

Mokomasis filmas tema: „Angliavandeniai“

Gliukozė

GliukozėGenerolasSisteminga
vardas(2R, 3S, 4R, 5R) -2,3,4,5,6-pentahidroksiheksanalas (D-gliukozė),
(2S, 3R, 4S, 5S) -2,3,4,5,6-pentahidroksiheksanalas (L-gliukozė)Tradiciniai pavadinimaiGliukozė, gliukoheksozėChem. formulėNUO6H12O6Fizinės savybėsMolinė masė180,16 g / molTankis1,54–1,60 g / cm³Terminės savybėsT. plūduriuoti.α-D-gliukozė: 146 ° C
β-D-gliukozė: 150 ° CklasifikacijaReg. CAS numeris50–99–7 (D-gliukozė)
921–60–8 (L-gliukozė)Reg. EINECS numeris200-075-1RTECSLZ6600000ChEBI17234 mDuomenys yra pagrįsti standartinėmis sąlygomis (25 ° C, 100 kPa), jei nenurodyta kitaip.

Gliukozė, vynuogių cukrus arba dekstrozė (D-gliukozė), C6H12O6 - organinis junginys, monosacharidas (heksatominis hidroksialdehidas, heksozė), vienas iš labiausiai paplitusių gyvų organizmų energijos šaltinių planetoje [1]. Jo yra daugelio vaisių ir uogų, įskaitant vynuoges, sultyse, iš kurių kilo šios rūšies cukraus pavadinimas. Gliukozės jungtis yra polisacharidų (celiuliozės, krakmolo, glikogeno) ir daugybės disacharidų (maltozės, laktozės ir sacharozės) dalis, kurie, pavyzdžiui, virškinimo trakte greitai suskaidomi į gliukozę ir fruktozę.

Turinys

  • 1 Fizinės savybės
  • 2 Molekulių struktūra
  • 3 Gaunama
  • 4 Cheminės savybės
  • 5 Biologinis vaidmuo
  • 6 Taikymas
  • 7 literatūros sąrašas
  • 8 Pastabos

Fizinės savybės

Bespalvė, bekvapė kristalinė medžiaga. Jis yra saldaus skonio, tirpus vandenyje, Schweitzerio reagente (vario hidroksido amoniako tirpalas [Cu (NH3)4] (OI)2) koncentruotame cinko chlorido ir koncentruotame sieros rūgšties tirpale.

2 kartus mažiau saldus nei sacharozė.

Molekulių struktūra

Gliukozė gali egzistuoti kaip ciklai (α- ir β-gliukozė) ir kaip linijinė forma (D-gliukozė).

Gliukozė yra galutinis daugumos disacharidų ir polisacharidų hidrolizės produktas.

Gaunasi

Pramonėje gliukozė gaunama hidrolizuojant krakmolą ir celiuliozę.

Gamtoje gliukozę augalai gamina fotosintezės metu..

Cheminės savybės

Gliukozę galima redukuoti iki šešiakampio alkoholio (sorbitolio). Gliukozė lengvai oksiduojasi. Tai sumažina sidabrą iš sidabro oksido ir vario (II) amoniako tirpalo iki vario (I).

Parodo atkuriamąsias savybes. Visų pirma, vario (II) sulfato tirpalams reaguojant su gliukoze ir natrio hidroksidu. Kaitinant šis mišinys reaguoja su spalvos pasikeitimu (vario sulfatas mėlynai mėlynas) ir raudonų vario (I) oksido nuosėdų susidarymu.

Su hidroksilaminu formuoja oksimus, su hidrazino dariniais - ozazonus.

Lengvai alkilinamas ir acilinamas.

Kai oksiduojamasi, susidaro gliukono rūgštis, jei jos glikozidai veikia stiprius oksidatorius, o hidrolizuojant gautą produktą, galima gauti gliukurono rūgštį, toliau oksiduojantis, susidaro gliukaro rūgštis.

Biologinis vaidmuo

Gliukozė - pagrindinis fotosintezės produktas, susidaro Kalvino cikle.

Žmonėse ir gyvūnuose gliukozė yra pagrindinis ir universaliausias medžiagų apykaitos procesų energijos šaltinis. Gliukozė yra glikolizės substratas, kurio metu jis gali būti oksiduojamas arba piruvatu aerobinėmis sąlygomis, arba laktatu anaerobinėmis sąlygomis. Tokiu būdu glikolizėje gautas piruvatas toliau dekarboksilinamas, kad susidarytų acetil-CoA (acetilkoenzimas A). Taip pat oksidacinės piruvato dekarboksilinimo metu kofermentas NAD + redukuojamas. Acetil-CoA toliau naudojamas Krebso cikle, o sumažintas kofermentas naudojamas kvėpavimo grandinėje.

Gyvūnuose gliukozė nusėda glikogeno pavidalu, augaluose - krakmolo, gliukozės polimero pavidalu - celiuliozė yra pagrindinis visų aukštesnių augalų ląstelių sienelių komponentas. Gyvūnams gliukozė padeda išgyventi sušalus. Taigi, kai kurioms varlių rūšims prieš žiemą padidėja gliukozės kiekis kraujyje, dėl kurio jų kūnas gali atlaikyti užšalimą lede.

Taikymas

Gliukozė vartojama apsinuodijus (pavyzdžiui, apsinuodijus maistu ar veikiant infekcijai), į veną leidžiama srove ir lašeliniu būdu, nes tai yra universalus antitoksinis agentas. Be to, gliukozės pagrindu pagamintus vaistus ir pačią gliukozę endokrinologai naudoja nustatydami cukrinio diabeto buvimą ir tipą žmonėms (atliekant streso testą padidėjusiam gliukozės kiekiui patekti į organizmą)..

Kampanijos pavadinimas gliukozė

„Wikimedia Foundation“. 2010 m.

  • Kandinsky
  • Vėliava

Sužinokite, kas yra „gliukozė“, kituose žodynuose:

Gliukozė - (lotynų kalba, iš graikų kalbos glykos sweet). Cukrus vaisių sultyse. Užsienio žodžių, įtrauktų į rusų kalbą, žodynas. Chudinov AN, 1910. Gliukozės vynuogių cukrus. Užsienio žodžių, įtrauktų į rusų kalbą, žodynas. Pavlenkov F... Rusų kalbos užsienio žodžių žodynas

Gliukozė - (sin.: Dekstrozė, vynuogių cukrus), SvH12Ov, priklauso heksų grupei (t. Y. Angliavandenių, kurių dalelėje yra 6 anglies atomai), būtent aldozių grupei (žr.), Nes tai yra aldehidas heksahedrinis alkoholio sorbitolis. G. optiškai...... Didžioji medicinos enciklopedija

Gliukozė - (iš graikiško glikio saldaus) (vynuogių cukrus) angliavandeniai iš monosacharidų grupės. Jis gerai tirpsta vandenyje, yra saldaus skonio. Jo daug yra vynuogėse ir meduje. Sacharozės, laktozės dalis; formuoja krakmolą ir...... Didysis enciklopedinis žodynas

Gliukozė - (dekstrozė, C6H12O6), bespalvis kristalinis cukrus; daug vaisiuose ir meduje. Nereikalauja virškinimo, tačiau iškart absorbuojamas į kraują. Gyvūnų organizmuose GLYCOGEN kaupiasi anglies atsargose, o tada, kai...... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

Gliukozė - vynuogių cukrus, vienas iš iaibo. įprasti heksozės grupės monosacharidai, svarbiausias gyvų ląstelių energijos šaltinis. Yra dvi magistralės. formos: D gliukopiranozė ir b D gliukopiranozė. Skilimo dalis. oligosacharidai (laktozė,...... Biologinis enciklopedinis žodynas

Gliukozė - Veiklioji medžiaga ›› Dekstrozė Gliukozės ATC pavadinimas lotyniškai: ›› B05BA03 Angliavandeniai Farmakologinės grupės: Detoksikuojančios medžiagos, įskaitant priešnuodžius ›› Enterinės ir parenteralinės mitybos priemonės ›› Kiti metabolitai ››...... Vaistų žodynas

gliukozė - vynuogių cukrus, dekstrozė Rusų sinonimų žodynas. gliukozės n., sinonimų skaičius: 8 • aldehido alkoholis (3) •… Sinonimų žodynas

Gliukozė - gliukozė: D gliukozė, gaunama hidrolizuojant krakmolą, po to gryninant, kristalizuojant, centrifuguojant ir džiovinant. Šaltinis: krakmolo ir krakmolo produktai. TERMINAI IR APIBRĖŽIMAI. GOST R 51953 2002 (patvirtinta Rusijos Federacijos „Gosstandart“ nutarimu nuo...... Oficiali terminologija

gliukozė - s, g. gliukozės m. Angliavandeniai randami augaluose ir gyvūnuose; vynuogių cukrus. ALS 2. Neseniai Bordo miesto valdininkai uždraudė įvažiuoti į miestą bjaurios medžiagos, vadinamos gliukoze. 1842....... Istorinis rusų galicizmų žodynas

gliukozė - D gliukozė, gaunama hidrolizuojant krakmolą, po to gryninant, kristalizuojant, centrifuguojant ir džiovinant. [GOST R 51953 2002] Temos krakmolas ir krakmolo produktai Bendrosios sąlygos krakmolo turinčių žaliavų perdirbimo produktai... Techninis vertėjo vadovas

Gliukozė: kas tai yra, organinių medžiagų struktūra ir jos paskirtis

Organinė medžiaga, turinti kristalinę struktūrą, yra vienas pagrindinių energijos šaltinių gyviems daiktams. Angliavandeniai vadinami gliukoze, koks yra šis organinis junginys, kodėl jis toks svarbus kiekvienam žmogui, galite sužinoti ištyrę jo struktūrą ir pagrindines savybes.

Struktūrinė angliavandenių formulė

Monosacharidų struktūra

Dekstrozė arba vynuogių cukrus yra kiti medžiagos pavadinimai, priklausantys monosacharidų grupei, vienai iš pagrindinių angliavandenių grupių. Turint kristalinę struktūrą be ryškaus kvapo, kietą ir vandenyje tirpią gliukozę, kas tai yra, savybes ir struktūrą galima sužinoti išsamiai išnagrinėjus monosacharidų grupę.

Organinio junginio naudojimas

Nepakeičiamas angliavandenis suteikia energijos apykaitą, todėl didžiąją dalį išlaidų padengia gliukozė:

  1. Tiek nepakankamas cukraus kiekis kraujyje, tiek jo perteklius yra vienodai pavojingi normaliam gyvenimui..
  2. Monosacharidas nedelsiant absorbuojamas į kraują ir yra vaisių ir uogų sultyse, ypač vynuogėse, todėl jo pavadinimas yra vynuogių cukrus.
  3. Glikolizės procese angliavandeniai skaidomi iki gliukozės, kuri labai greitai absorbuojama kraujyje.
  4. Viena organinio junginio dalis reikalinga energijos sąnaudoms papildyti, kita patenka į kūno riebalus, o kita dalis virsta glikogenu.
  5. Laikomasis angliavandenių glikogenas yra derinamas daugiausia kepenyse ir, jei reikia, gali suteikti energijos atsargas kasdien.

Organizmo gliukozės poreikis

Paprastas angliavandenis, kaip didžiulis energijos šaltinis, yra būtinas kiekvienam žmogui. Organinių junginių poreikis padidėja protinio darbo žmonėms, sportininkams ir esant dideliam fiziniam krūviui dėl didelių energijos sąnaudų.

Pagrindinis dalykas, kurį daro gliukozė, yra papildyti išeikvotas energijos atsargas. Jei asmuo turi antsvorio, yra endokrininės sistemos ligų, taip pat esant neaktyviam gyvenimo būdui, dienos paros norma mažėja.

Insulino vaidmuo

Norint normaliai įsisavinti organinius junginius ląstelių lygiu, reikalingas insulino hormonas, kurį gamina kasos ląstelės. Be tokios medžiagos angliavandenių pasisavinimas tampa sunkus, ląstelės miršta nuo alkio ir išsekimo.

Sutrikus endokrininei sistemai, padidėja cukraus kiekis kraujyje, o tai sukelia diabetą. Insulinas padidina angliavandenių absorbcijos greitį ląstelėse, taip pat dėl ​​jo įtakos yra naudojama gliukozė.

Šiuolaikinė cukrinio diabeto diagnozė

Normalūs gliukozės rodmenys

Kraujo jungties lygis priklauso nuo valgomų patiekalų. Tuščio skrandžio rodikliai šiek tiek skiriasi ir vidutiniškai yra 5,5 mmol / l.

Po valgio rodmuo neturėtų padidėti daugiau kaip 7,8 mmol / l. Tik gydytojas gali teisingai iššifruoti analizes, nes jos skiriasi suaugusiesiems, vaikams, nėščioms moterims ir pagyvenusiems žmonėms.

Nuolatinis kilimas gali reikšti šiuos procesus:

  • 1 ar 2 tipo cukrinis diabetas,
  • endokrininės sistemos patologija,
  • lėtinės ir ūminės kepenų ligos.

Organinių junginių lygis turi įtakos angliavandenių apykaitai. Vynuogių cukraus perteklius išsiskiria per inkstus. Gliukozurija laikoma patologine būkle, organinių junginių buvimu šlapime.

Sveikam žmogui nedidelis angliavandenių kiekis šlapime nėra įtartinas, daugeliu atvejų šiuolaikiniai analizės metodai net nenustato medžiagos. Reikšmingas monosacharidų padidėjimas dažnai lydimas poliurija ir pastebimas sergant cukriniu diabetu, ūminiu pankreatitu, senyvo amžiaus žmonėms, sergantiems inkstų ir endokrininės sistemos patologijomis..

Materijos šaltiniai

Gamtoje daugiausia angliavandenių yra meduje iki 80%, taip pat vaisiuose ir uogose. Endokrinologai ir dietologai rekomenduoja organinius junginius gauti iš natūralių produktų. Žinodami, kas yra gliukozė, galite pakeisti rafinuotą cukrų sveikesniais maisto produktais..

Rekomendacijos! Meduje yra 80% monosacharido, saldiame marmelade 79%, makaronuose 70%, o šokolade - apie 63%, todėl dietą reikia gaminti atsižvelgiant ne tik į kūno poreikius, bet ir į gaminių natūralumą bei jų naudą organizmui..

Geros mitybos vaidmuo padidėjus cukraus kiekiui kraujyje

Monosacharidų gamyba

Gliukozė kaip žaliava perdirbimui naudojama medicinos srityje, kosmetikos gaminių gamyboje, maisto pramonėje ir naudojama odos gamyboje.

Šiandien organinės medžiagos gaminamos trimis kryptimis:

  • techninis,
  • maistas,
  • kristalinė gliukozė.

Norint gauti techninę medžiagą, gliukozės sirupas gaminamas iš kukurūzų arba bulvių krakmolo.

Vynuogių cukraus gamyba

Monosacharidų vaidmuo pramonėje

Glikozidai kaip monosacharidų dariniai yra tik gamtoje. Jie plačiai naudojami medicinoje, vitaminų ir įvairių nuodų gamyboje..

Bendras visų monosacharidų darinių pavadinimas yra glikozidai. Naudodamiesi cheminėmis hidrolizės reakcijomis, jie sužino, kas yra gliukozidai, nes medžiagos yra glikozidų dariniai.

Mityba ir cukraus kiekis kraujyje

Taikymas kosmetologijoje

Laurilo gliukozidas gaminamas iš cukraus ir laurilsulfato. Kas tai yra ir kokias savybes galima sužinoti iš jo gamybos proceso. Monosacharidą naudoja daugelis kosmetikos kompanijų, nes jis, susilietęs su oda, greitai suyra ir švelniai valo.

Kaip įvairių produktų komponentas, ji yra natūralios kosmetikos dalis, taip pat naudojama pramoninėje ploviklių gamyboje. Laurilo gliukozidas laikomas švelniu komponentu, pagamintu iš natūralių žaliavų.

Kokoglukozidas yra plačiai naudojamas, kaip yra, ilgą laiką buvo tiriami jo gamybos etapai ir medžiagos poveikis organizmui. Natūrali paviršiaus aktyvioji medžiaga gaunama iš natūralaus kokoso, jo minkštimo ar palmių aliejaus ir iš vaisių cukraus.

Kokoglukozidas naudojamas gaminant dušo želę, kremą ir šampūną, taip pat kosmetikoje vaikams. Ant odos kokogliukozidas suformuoja ploną plėvelę, kuri apsaugo, minkština ir lygina veidą.

Antitoksinis vaistas infuzinei terapijai

Medžiaga medicinoje

Daugelis žmogaus kūno procesų neįmanomi be gliukozės, todėl jis jau seniai naudojamas medicininiais tikslais. Organinių medžiagų tirpalas vartojamas į veną apsinuodijimui, hipoglikemijai ir tuo pačiu metu vartojant daugelį kitų vaistų.

Produktas yra šių dozavimo formų:

  1. Tabletės, kuriose yra 0,5 g sausos gliukozės.
  2. Tirpalai į veną.
  3. Infuziniai tirpalai.

Kaip išmatuoti cukraus kiekį kraujyje

Svarbiausias energijos šaltinis

Endokrininė sistema vaidina didžiulį vaidmenį reguliuojant angliavandenių ir riebalų apykaitą:

  1. Paprastai 50% angliavandenių organizme virsta energija, o likusi pusė yra derinama kaip riebalai arba glikogenas..
  2. Sumažėjus insulino kiekiui, tik 5% organinio junginio paverčiama energija, reikalinga normaliam gyvenimui.
  3. Svarbiausias hormono insulinas veikia angliavandenių susidarymą, pernešimą ir kiekį kraujyje.
  4. Hormono pagalba junginys patenka į ląsteles, kur virsta energija.

Koks skirtumas tarp fruktozės ir gliukozės

Saldžiausia iš visų cukrų yra fruktozė, kurios yra meduje, vaisiuose ir uogose bei žiedų nektare. Medžiagos kalorijų kiekis praktiškai nesiskiria, tačiau vaisių produktas yra saldesnis už vynuogių cukrų.

Jų asimiliacijos ir apdorojimo procesai taip pat skiriasi:

Organinių junginių skirtumai
Gliukozės monosacharidų struktūros formulėMedžiaga naudojama apsinuodijimui ir apsinuodijimui, kaip antitoksinė medžiaga.

Kraujo junginių tyrimai padeda stebėti diabetu sergančių žmonių cukraus kiekį.

Organinis junginys sergant cukriniu diabetu sėkmingai pakeičiamas vaisių cukrumi, tačiau gydytojo paskirtomis vidutinėmis dozėmis.

Angliavandeniai labai greitai patenka į kraują, o fruktozę absorbuoja tik kepenų ląstelės.

Fruktozė Fruktozės struktūraNuolat vartodamas žmogus negauna pakankamai energijos, nes junginys absorbuojamas daug lėčiau.

Jam suskaidant insulinas negaminamas.

Sveikas žmogus, vartodamas vaisių cukrų, gali jaustis blogai, o diabetu sergantis pacientas, priešingai, jausis geriau..

Organinis junginys nesuteikia greito sotumo jausmo, todėl žmonės dažnai persivalgo.

Į tai, kas sveikiau už gliukozę ar fruktozę, galima atsakyti įvairiai, nes geros sveikatos asmeniui, nesutrikdant endokrininės sistemos, vynuogių cukrus nepažeidžia protingo kiekio.

Svarbu! Vaisinis cukrus neskatina dviejų svarbiausių hormonų gamybos, todėl visiškai pakeisti cukraus šia medžiaga neįmanoma..

Diabetikams, ypač 2 tipo diabetikams, padidėjusio cukraus kiekio kraujyje problemos sprendimas yra fruktozė, nors vartojant organinį junginį yra šalutinis poveikis. Jie vartoja medžiagą nedideliais kiekiais, kad išvengtų neigiamų pasekmių. Rūgščioje aplinkoje į burokėlių cukrų ar sacharozę įpylus vandens susidaro gliukozė ir fruktozė.

Struktūrinė sacharozės formulė

Daugelis metabolizmo procesų gyvame organizme neįmanomi be gliukozės. Teisingas monosacharido kiekis dienos racione ir reguliarūs tyrimai padės žmogui visada būti sveikam ir aktyviam..

Gliukozė - gliukozė

D -gliukozės

vardai
Tarimas/ Ɡ l ¯u į oʊ y /, / ɡ l ¯u į oʊ su /
Pageidaujamas IUPAC pavadinimas
Kiti vardai
Identifikatoriai
  • Interaktyvus vaizdas
  • Interaktyvus vaizdas
„3DMet“B01203
SantrumposGlc
1281604
ChEBI
  • CHEBI: 4167 Y
  • ChEMBL1222250 Y
  • 5589 m
EB numeris200-075-1
83256
  • 4536
  • C00031 Y
  • 5793
RTECS numerisLZ6600000
UNII
  • 5SL0G7R0OK Y
savybes
NUO 6 H 12 APIE 6
Molinė masė7002180156000000000 ♠ 180,156 g mol -1
IšvaizdaBalti milteliai
tankis1,54 g / cm 3
Lydymosi temperatūraα- D -gliukozė: 146 ° C (295 ° F; 419 K)
β- D - gliukozė: 150 ° C (302 ° F; 423 K)
909 g / l (25 ° C (77 ° F)),
-101,5 × 10 -6 cm 3 / mol
8.6827
termochemija
218,6 J K -1 mol -1
209,2 J K -1 mol -1
-1271 kJ / mol
2805 kJ / mol (670 kcal / mol)
Farmakologija
B05CX01 (PSO) V04CA02 (PSO), V06DC01 (PSO)
pavojus
MSDSICSC 08655
NFPA 704
Y patikrinti (ką?) Y N
„Infobox“ nuorodos

Gliukozė (dar vadinama dekstroze) yra paprastas cukrus, kurio molekulinė formulė C 6 H 12 APIE 6, Gliukozė yra gausiausias monosacharidas, angliavandenių pakategorė. Gliukozę daugiausia gamina augalai ir dauguma dumblių fotosintezės būdu iš vandens ir anglies dioksido, naudojant saulės energiją. Iš jo ląstelių sienelėse gaminama celiuliozė, kuri yra labiausiai paplitęs angliavandenis. Energijos apykaitoje gliukozė yra svarbiausias visų organizmų energijos šaltinis. Metabolizmo metu veikianti gliukozė iš dalies kaupiama kaip polimeras, augaluose, daugiausia kaip krakmolas ir amilopektinas, o gyvūnuose - kaip glikogenas. Gyvūnų kraujyje cirkuliuoja gliukozė, kaip ir cukraus kiekis kraujyje. Gamtoje gliukozės forma yra D-gliukozė, o L-gliukozė sintetinama santykinai mažais kiekiais ir yra mažiau svarbi.

Gliukozė, kaip ir į veną leidžiamas cukraus tirpalas, yra įtraukta į Pasaulio sveikatos organizacijos pagrindinių vaistų sąrašą - svarbiausių vaistų, reikalingų pagrindinei sveikatos priežiūros sistemai. Gliukozės pavadinimas per prancūzų kalbą yra kilęs iš graikų kalbos γλυκός, kuris reiškia „saldus“, kalbant apie misą, saldžią, pirmojo spaudimo vynuoges gaminant vyną. Priesaga „-ose“ yra cheminis cukraus klasifikatorius.

turinys

  • 1. Istorija
  • 2 Cheminės savybės
    • 2.1 Struktūra ir nomenklatūra
    • 2.2 Atviros grandinės forma
    • 2.3 Ciklinės formos
    • 2,4 rotaciniai izomerai
    • 2.5 mutarotacija
    • 2.6 Optinė veikla
    • 2.7 izomerizacija
  • 3 Biocheminės savybės
    • 3.1 Asimiliacija
    • 3.2 Biosintezė
    • 3.3 Gliukozės skilimas
    • 3.4 Energijos šaltinis
    • 3.5 Pirmtakai
  • 4 patologijos
    • 4.1 Diabetas
    • 4.2 Antsvoris ir nutukusios kepenys
    • 4.3 Hipoglikemijos gydymas
  • 5 šaltiniai
  • 6 Pramonės gamyba
    • 6.1 Konversija į fruktozę
  • 7 Komercinis naudojimas
  • 8 Analizė
    • 8.1 Klasikinės kokybinio nustatymo reakcijos
      • 8.1.1 Fehlingo testas
      • 8.1.2. Tollenso testas
      • 8.1.3. Barfoed testas
      • 8.1.4 Nylanderio testas
      • 8.1.5 Kiti bandymai
    • 8.2 Instrumentinis kiekybinis
      • 8.2.1 Refraktometrija ir polarimetrija
      • 8.2.2 Fotometriniai metodai fermentų tirpale
      • 8.2.3 Fotometrinio bandymo metodas - juostelės
      • 8.2.4 Amperometrinis gliukozės jutiklis
      • 8.2.5 Kiti jutimo metodai
      • 8.2.6 Vario jodometrija
    • 8.3 Chromatografiniai metodai
      • 8.3.1 In vivo analizė
  • 9 Literatūros sąrašas
  • 10 Išorinės nuorodos

istorija

Gliukozę pirmą kartą nuo razinų išskyrė 1747 m. Vokiečių chemikas Andreasas Marggrafas. Gliukozė buvo nustatyta vynuogėse iš Johanno Tobiaso Lovitzo 1792 m. Ir pripažinta skirtinga nuo cukranendrių cukraus (sacharozės). Gliukozė yra Jean Baptiste Dumas 1838 m. Sugalvotas terminas, kuris dominuoja cheminėje literatūroje. Friedrichas Kekule pasiūlė dekstrozės terminą (iš lotynų kalbos Dexter = dešinė), nes vandeniniame gliukozės tirpale tiesiškai poliarizuotos šviesos plokštuma pasisuka į dešinę. Priešingai, D-fruktozė (ketoheksozė) ir L-gliukozė sukasi tiesiškai poliarizuotą šviesą į kairę. Ankstesnio žymėjimo pagal tiesiškai poliarizuotos šviesos plokštumos sukimąsi (d ir l -nomenklatūra) vėliau atsisakyta D- ir L-žymenų naudai, o tai reiškia absoliučią asimetrinio centro konfigūraciją toliausiai nuo karbonilo grupės ir pagal D- arba L L-gliceraldehidas.

Kadangi gliukozė yra pagrindinis reikalavimas daugeliui organizmų, teisingas jos cheminės sudėties ir struktūrų supratimas labai prisidėjo prie bendro tobulėjimo organinės chemijos srityje. Šią įžvalgą daugiausia padarė vokiečių chemiko Emilio Fischerio, kuris už savo išvadas gavo 1902 m. Nobelio chemijos premiją, tyrimai. Gliukozės sintezė nustatė organinės medžiagos struktūrą ir todėl suformavo pirmąjį galutinį Jacobus Henrikus van "t Hoff" teorijų testą su chemine kinetika ir cheminių ryšių išdėstymu anglies turinčiose molekulėse. Tarp 1891 ir 1894 metų Fischeris nustatė visų žinomų cukrų stereocheminę konfigūraciją ir teisingai numatė galimus izomerus, taikydamas Hoffo van'o asimetrinių anglies atomų teoriją. Pavadinimai iš pradžių vadinami natūraliomis medžiagomis. Jų to paties pavadinimo enantiomerai, įvedant sistemingas nomenklatūras, atsižvelgiant į absoliučią stereochemiją (pvz., „Fischer“ nomenklatūra, D / L nomenklatūra).

Už gliukozės apykaitos atradimą Otto Meyerhofas 1922 m. Gavo Nobelio fiziologijos ar medicinos premiją. Hansui von Juleriui Chelpinui buvo įteikta Nobelio chemijos premija kartu su Arthuru Hardenu 1929 m. Už „cukraus fermentacijos ir jų fermentų dalies šiame procese tyrimus“. 1947 m. Usay (už hipofizės vaidmens gliukozės ir angliavandenių darinių apykaitoje atradimą), o Karlas ir Gertie Corey (už glikogeno virsmo iš gliukozės atradimą) gavo Nobelio fiziologijos ar medicinos premiją. 1970 m. Louisas Leloiras gavo Nobelio chemijos premiją už gliukozės turinčių cukraus nukleotidų atradimą angliavandenių biosintezėje..

Cheminės savybės

Turėdamas šešis anglies atomus, jis priskiriamas heksozei - monosacharidų subkategorijai. D -gliukozė yra vienas iš šešiolikos aldoheksozės stereoizomerų. D - izomeras, D - gliukozė, taip pat žinoma kaip dekstrozė, paprastai randama gamtoje, tačiau L - izomeras, L - gliukozė nėra. Gliukozę galima gauti hidrolizuojant angliavandenius, tokius kaip pieno cukrus (laktozė), cukranendrių cukrus (sacharozė), maltozė, celiuliozė, glikogenas ir kt. Paprastai jis yra komerciškai gaminamas iš kukurūzų krakmolo hidrolizės būdu naudojant slėgio garą, kurio srautas yra kontroliuojamas pH, po to seka fermentinė depolimerizacija. Prilipusi gliukozė yra vienas iš pagrindinių medaus komponentų. Visos gliukozės formos yra bespalvės ir lengvai tirpsta vandenyje, acto rūgštyje ir keliuose kituose tirpikliuose. Jie tik vidutiniškai tirpsta metanolyje ir etanolyje.

Struktūra ir nomenklatūra

Gliukozė yra monosacharidas, kurio formulė C 6 H 12 APIE 6 arba H (C = O) - (CHOH) penki -H, kurio penkios hidroksilo (OH) grupės yra tam tikru būdu išsidėsčiusios išilgai šešių anglies atlošų. Gliukozė paprastai būna kietos formos kaip pirano žiedo uždaro monohidrato (dekstrozės) hidratas. Kita vertus, vandeniniame tirpale tai nedaug yra atvira grandinė ir vyrauja α- arba β-piranozės pavidalu, kuri iš dalies susilieja su mutarotacija. Iš vandeninių tirpalų galima kristalizuoti tris žinomas formas: α, β gliukopiranozės-gliukopiranozės ir β-gliukopiranozės hidrato. Gliukozė yra laktozės ir sacharozės (cukranendrių arba runkelių cukraus), oligosacharidų, tokių kaip rafinozė, ir polisacharidų, tokių kaip krakmolas ir amilopektinas, glikogenas ar celiuliozė, disacharidų statybinė medžiaga. Gliukozės stiklėjimo temperatūra yra 31 ° С, o Gordono ir Tayloro konstanta (eksperimentiniu būdu nustatoma konstanta, kad būtų galima numatyti skirtingų medžiagų mišinio masės dalių stiklėjimo temperatūrą) yra 4,5.

Įvairios formos ir projekcija D -gliukozės
Natta projekcijaHowortho projekcija

α- D -gliukofuranozė

β- D -gliukofuranozė

α- D -gliukopiranozė

β- D -gliukopiranozė
α- D -Gliukopiranozė (1) Tollens / Fisher (2) Hawortho projekcija (3) kėdės konformacija (4) stereocheminis vaizdas

Atviros grandinės forma

Trumpalaikės atviros grandinės formos gliukozės molekulė turi atvirą (ne ciklinę) ir nešakotą bazę iš šešių anglies atomų, nuo C-1 iki C-6; kur C-1 yra H aldehido grupės dalis (C = O) - ir kiekvienas iš kitų penkių anglies atomų turi vieną hidroksilo grupę -OH. Likusius anglies pagrindo ryšius patenkina vandenilio atomai -HI. Taigi gliukozė yra ir heksozė, ir aldozė, arba aldoheksozė. Aldehido grupė sumažina cukraus kiekį gliukozėje naudodama Fehlingo testą.

Kiekvienas iš keturių anglies atomų nuo C-2 iki C-5 yra stereocentras, o tai reiškia, kad jo keturi ryšiai yra prijungti prie keturių skirtingų pakaitų. (Pavyzdžiui, anglis C-2 jungiasi su - (C = O) H, -OH, -H ir - (CHOH) 4 H.) į D - gliukozės, šios keturios dalys turi būti išdėstytos konkrečioje erdvėje. Būtent, kai molekulė yra nubrėžta Fischerio projekcijoje, hidroksilai ant C-2, C-4 ir C-5 turėtų būti dešinėje, o ant C-3 turėtų būti kairėje pusėje.

Šių keturių hidroksilų padėtis yra tiesiai priešinga Fischerio diagramoje L - gliukozės. D - ir L -gliukozės dvi iš 16 galimų aldoheksozių; likę 14 yra alozė, altrozė, galaktozė, gulozė, idozė, manozė ir talozė, kiekvienoje iš jų yra du enantiomerai ". D -"Ir" l -".

Svarbu pažymėti, kad linijinė gliukozės forma yra mažiau nei 0,02% gliukozės molekulių vandeniniame tirpale. Likusi dalis yra viena iš dviejų ciklinių gliukozės formų, kurios susidaro, kai hidroksilo grupė ant anglies 5 (C5) jungiasi su aldehido anglimi 1 (C1).

Ciklinės formos

Atviros grandinės tirpaluose gliukozės forma (arba „D -“, arba „L -“) egzistuoja pusiausvyroje su keliais cikliniais izomerais, kurių kiekviename yra anglies atomų žiedas, uždarytas vieno deguonies atomo. Tačiau vandeniniame tirpale daugiau nei 99% gliukozės molekulės bet kuriuo metu yra kaip piranozės forma. Atviros grandinės forma yra ribojama apie 0,25%, o furanozės formos yra nedidelės. Terminai „gliukozė“ ir „D-gliukozė“ paprastai vartojami ir šioms ciklinėms formoms. Žiedas atsiranda iš atviros grandinės formos, vykstant intramolekulinei nukleofilinei adicijos reakcijai tarp aldehido grupės (ties C-1) ir C-4 arba C-5 hidroksilo grupe, susidarant hemiacetaliniam ryšiui, -C (OH) HO-,

Reakcija tarp C-1 ir C-5 sukelia šešių narių heterociklinę sistemą, vadinamą piranoze, kuri yra cukraus monosacharidas (taigi ir „-ozė“), turintis išvestinį pirano skeletą. (Daug rečiau) reakcija tarp C-1 ir C-4 suteikia penkių narių furanozės žiedą, pavadintą ciklinio furano esterio vardu. Bet kuriuo atveju kiekviena žiedo anglis turi vieną vandenilį ir vieną hidroksilą, išskyrus paskutinę anglį, išskyrus (C-4 arba C-5), kur hidroksilas pakeičiamas likusia atviros molekulės dalimi (kuri yra - (C (CH (CH 2 Atitinkamai OH) HOH) -H arba - (CHOH) -H).

Žiedo uždarymo reakcija anglį C-1 taip pat daro chiralinį, nes keturi jos ryšiai veda į -H, -OH, į anglies C-2 ir deguonies žiedą. Šios keturios molekulės dalys gali būti išdėstytos aplink C-1 (anomerinė anglis) dviem skirtingais būdais, nurodant priešdėliais "alfa" ir "?" ". Kai gliukopiranozės molekulė braižoma Hawortho projekcijoje, užrašas „α-“ reiškia, kad hidroksilo grupė yra prijungta prie C-1 ir -CH 2 OH - grupės C-5 yra priešingose ​​žiedo plokštumos pusėse (ir kitoje vietoje), o „β-“ reiškia, kad jos yra toje pačioje plokštumos pusėje (o cis - vieta). Taigi dėl atviros grandinės D-gliukozės izomero gaunami keturi skirtingi cikliniai izomerai: α-D-gliukopiranozė, β-D-gliukopiranozė, α-D-gliukofuranozė ir β-D-gliukofuranozė. Šios penkios struktūros egzistuoja pusiausvyroje ir konvertuojasi, o konversija vyksta daug greičiau atliekant rūgšties katalizę.

Kitas atviros grandinės L-gliukozės izomeras panašiai sukelia keturias skirtingas ciklines L-gliukozės formas, kurių kiekviena atspindi atitinkamą D-gliukozę.

Žiedai nėra plokšti, bet susukti trimis matmenimis. Gliukopiranozės žiedas (α arba β) gali įgauti šiek tiek neplokščią formą, panašią į cikloheksano „kėdės“ ir „valties“ konformaciją. Panašiai gliukofuranozės žiedas gali būti kelių formų, panašus į ciklopentano „voko“ konformaciją.

Kietoje būsenoje pastebimos tik gliukopiranozės formos, susidarantys bespalvės kristalinės kietosios medžiagos, kurios gerai tirpsta vandenyje ir acto rūgštyje, bet blogai tirpsta metanolyje ir etanolyje. Jie ištirpsta 146 ° C (295 ° F) (α) ir 150 ° C (302 ° F) (β) temperatūroje, o esant aukštesnei anglies ir vandens temperatūrai suyra..

Rotaciniai izomerai

Kiekvienas gliukozės izomeras patiria rotacinę izomeriją. Cikline gliukozės forma sukimasis gali vykti aplink O6-C6-C5-O5 sukimo kampą, vadinamą ω kampu, kad susidarytų trys laipsniškos rotamerio konformacijos, vadinamos gauche - gauche (GG), gauche - trans (Gt) ir trans - gauche ( Tg). Yra tendencija, kad & omega kampas perima gauche konformaciją - tai tendencija, susijusi su gauche efektu.

mutarotacija

Mutarotacija susideda iš laikino žiedo susidarymo reakcijos pasikeitimo, dėl kurio susidaro atvira grandinės forma, po to žiedas reformuojamas. Fiksavimo žiedo žingsnyje gali būti naudojama kitokia -OHA grupė, nei atkurta atidarymo stadijoje (taip perjungiant piranozės ir furanozės formas), arba C-1 sukurta nauja hemiacetalinė grupė gali turėti tą patį arba priešingą nešališkumą kaip ir pradinė (taigi alfa ir beta formomis). Taigi, nors atviros grandinės formos tirpale vargu ar galima aptikti, ji yra svarbus pusiausvyros komponentas..

Atviros grandinės forma yra termodinamiškai nestabili ir spontaniškai izomerizuojasi į ciklines formas. (Nors fiksavimo žiedo reakcija teoriškai galėtų sukurti keturis ar tris žiedo atomus, tai būtų gana ištempta ir praktiškai nepastebėta.) Tirpaluose kambario temperatūroje keturi cikliniai izomerai konvertuojasi pagal laiko skalę, vadinamą mutarotacija. Pradedant nuo bet kokios proporcijos, mišinys konverguoja į stabilų santykį. :? 36:64. Santykis bus α: β 11:89, jei anomerinio efekto nebūtų. Mutarotacija yra žymiai lėtesnė esant 0 ° C (32 ° F) temperatūrai.

optinis aktyvumas

Nesvarbu, ar vandenyje, ar kietoje medžiagoje, D - (+) - gliukozė yra nukreipta, ty ji pasuks šviesos poliarizacijos kryptį pagal laikrodžio rodyklę, žiūrėdama į šviesos šaltinio kryptį. Poveikis atsiranda dėl molekulių chirališkumo, o iš tikrųjų veidrodinio vaizdo izomero, L - (-) - gliukozė, yra pasukama (sukasi prieš laikrodžio rodyklę, poliarizuota šviesa) tuo pačiu kiekiu. Poveikio stiprumas kiekvienam iš penkių tautomerų yra skirtingas.

Prisimink tai D - priešdėlis tiesiogiai nenurodo ryšio optinių savybių. Tai rodo, kad C-5 chiralinis centras turi tą patį nešališkumą kaip ir D -gliceraldehidas (kuris buvo taip paženklintas, nes jis yra sukamasis). Tai, kad D - gliukozė yra dekstroratorinė - tai keturių chiralinių centrų, ne tik C-5, kumuliacinis veikimas; ir iš tikrųjų kai kurie kiti D -liko aldoheksozės-.

Konversiją tarp dviejų anomerų galima pastebėti polarimetre, nes gryno α-gliukozės D- tam tikras sukimosi kampas yra +112,2 ° mlg -1 g -1, grynas β-D yra gliukozė nuo +17,5 ° ml dm - 1 g -1. Kai po tam tikro laiko pusiausvyra pasiekiama dėl mutarotacijos, sukimosi kampas yra 52,7 ° · ml · th – 1 · g -1. Pridedant rūgšties ar bazės, ši konversija labai pagreitėja. Pusiausvyra vyksta per atviros grandinės aldehido formą.

izomerizacija

Praskiestame natrio hidrokside ar kitose bazėse atskieskite monosacharidus manozę, gliukozę ir fruktozę (per Lobry de Bruyn-Alberda-van Ekenstein transformaciją), kad susidarytų pusiausvyra tarp šių izomerų. Ši reakcija vyksta per enediolį:

Biocheminės savybės

Gliukozė yra gausiausias monosacharidas. Gliukozė taip pat yra plačiausiai naudojama aldoheksozė daugumoje gyvų organizmų. Vienas iš galimų to paaiškinimų yra tas, kad gliukozė turi mažesnę tendenciją nei kitos aldoheksozės reaguoti nespecifiškai su baltymų aminogrupėmis. Jis yra reaktyviai glikuotas - sutrinka arba sunaikina daugelio baltymų funkciją, pavyzdžiui, glikuotame hemoglobine. Mažas gliukozės kiekis glikacijos metu gali būti priskirtas stabilesnės ciklinės formos, palyginti su kitomis aldoheksozėmis, o tai reiškia, kad ji praleidžia mažiau laiko nei reaktyvios atviros grandinės forma. Priežastis, kodėl gliukozė turi stabiliausią ciklinę visų aldoheksozių formą, yra ta, kad jos hidroksilo grupės (išskyrus anomerinės anglies hidroksilo grupę) D - gliukozė) yra pusiaujo padėtyje. Manoma, kad gliukozė yra labiausiai paplitęs gamtoje esantis monosacharidas, nes ji yra mažiau glikozilinta baltymų nei kiti monosacharidai. Kita hipotezė yra ta, kad gliukozė, būdama vienintelė D-aldoheksozė, kurioje visi penki hidroksilo pakaitalai yra pusiaujo vietoje kaip beta-D-gliukozė, yra lengviau prieinama cheminėms reakcijoms, tokioms kaip esterinimas arba acetalo susidarymas. Dėl šios priežasties D-gliukozė taip pat yra labai pageidaujama natūralių polisacharidų (glikanų) sudedamoji dalis. Polisacharidai, kuriuos sudaro tik gliukozė, vadinami gliukanais.

Gliukozę augalai gamina fotosintezės būdu, naudojant saulės šviesą, vandenį ir anglies dioksidą, ir visi gyvi organizmai gali ją naudoti kaip energijos ir anglies šaltinį. Tačiau didžioji dalis gliukozės atsiranda ne laisva forma, o polimerų pavidalu, t. laktozė, sacharozė, krakmolas ir kiti, kurie yra energijos atsargos medžiagos, taip pat celiuliozė ir chitinas, atitinkamai augalų arba grybų ir nariuotakojų ląstelių sienelės komponentai. Prarijus gyvūnus, grybus ir bakterijas, šie fermentai suyra iki gliukozės, naudojant fermentus. Visi gyvūnai taip pat gali patys gaminti gliukozę iš kai kurių pirmtakų, tai taps būtina. Nervinės ląstelės, pailgosios smegenų ląstelės ir raudonieji kraujo kūneliai energijos gamybai priklauso nuo gliukozės. Suaugusieji turi apie 18 gramų gliukozės, iš kurios kraujyje yra apie 4 gramai. Per parą suaugusio žmogaus kepenyse susidaro maždaug 180–220 g gliukozės.

Daugelis ilgalaikių diabeto komplikacijų (pvz., Aklumas, inkstų nepakankamumas ir periferinė neuropatija) greičiausiai atsiranda dėl baltymų ar lipidų glikozilinimo. Priešingai, fermentų reguliuojamas cukraus pridėjimas prie baltymo vadinamas glikozilinimu ir yra būtinas daugelio baltymų funkcijai.

absorbcija

Nurijus, gliukozė žmonėms iš pradžių prisijungia prie liežuvio saldaus skonio receptorių. Šis baltymų T1R2 ir T1R3 kompleksas leidžia nustatyti gliukozės turinčius maisto šaltinius. Gliukozė daugiausia gaunama iš maisto - apie 300 g per dieną gaunama paverčiant maistą, tačiau ji sintetinama ir iš kitų organizmo ląstelėse esančių metabolitų. Žmogaus organizme gliukozės, turinčios polisacharidų, skilimas iš dalies vyksta jau kramtant amilazės pagalba, kurios yra seilėse, taip pat maltazės, laktazės ir sacharozės pagalba ant plonosios žarnos šepetėlio krašto. Gliukozė yra daugelio angliavandenių statybinė medžiaga ir gali būti atskirta nuo jų tam tikrais fermentais. Gliukozidazės, pogrupis glikozidazių, pirmiausia katalizuoja ilgos grandinės gliukozės turinčių polisacharidų hidrolizę, pašalindamos galinę gliukozę. Savo ruožtu disacharidai specifinės glikozidazės metu yra skaidomi iki gliukozės. Skaidančių fermentų pavadinimai dažnai yra kilę iš specifinių poli- ir disacharidų; Polisacharidų grandinėms skaidyti yra amilazės (pavadintos krakmolo komponento amilozės vardu), celiulazė (celiuliozės pavadinimas), chitinazė (chitino pavadinimas) ir daugelis kitų. Be to, disacharidams skaidyti yra maltazė, laktazė, sacharozė, trehalazė ir kt. Žmonėms yra žinoma, kad apie 70 genų yra glikozidazės kodas. Jie turi virškinimo ir skaidymo glikogeno, sfingolipidų, mukopolisacharidų ir poli (ADP-ribozės) funkcijas. Žmonės negamina celiulazių, chitinazių ir trehalazių, tačiau žarnyno floroje esančios bakterijos.

Norint patekti į ląstelių membranas ir ląstelių membranas arba iš jų išeiti, gliukozei reikalingi specialūs transportiniai baltymai iš pagrindinės propagandisto superšeimos. Plonojoje žarnoje (tiksliau, tuščiojoje žarnoje) gliukozė į žarnyno epitelio ląsteles absorbuojama gliukozės transporteriais per antrinį aktyvųjį transportavimo mechanizmą, vadinamą natrio jonų-gliukozės simportu per natrio / gliukozės kotransporterį 1. Tolesnis perdavimas vyksta žarnyno epitelio ląstelių bazolateralinėje pusėje naudojant gliukozės transporterį GLUT2, taip pat jų absorbciją į kepenų ląsteles, inkstų ląsteles, Langerhanso salelių ląsteles, nervines ląsteles, astrocitus ir tanocitus. Gliukozė per tuščiavidurius porus patenka į kepenis ir ten laikoma kaip ląstelinis glikogenas. Kepenų ląstelėje jį fosforilina gliukokinazė 6 padėtyje iki gliukozės-6-fosfato, kuris negali išeiti iš kameros. Jei reikia, gliukozės-6-fosfatazės pagalba gliukozė-6-fosfatas vėl virsta gliukoze tik kepenyse, kad būtų galima palaikyti pakankamą gliukozės koncentraciją kraujyje. Kitose ląstelėse pasisavinimas vyksta pasyviai per vieną iš 14 GLUT baltymų. Ne Kitų tipų ląstelėse fosforilinimas vyksta per heksokinazę, o po to gliukozė gali nebedifunduoti iš ląstelės.

Gliukozės transporteris GLUT1 gaunamas iš daugelio ląstelių tipų ir yra ypač svarbus nervinėms ląstelėms ir kasos beta ląstelėms. GLUT3 labai ekspresuojamas nervinėse ląstelėse. Gliukozės kiekį kraujyje GLUT4 absorbuoja iš raumenų ląstelių (iš griaučių ir širdies raumenų) ir riebalų ląstelių. GLUT14 formuojasi tik sėklidėse. Gliukozės perteklius suskaidomas ir paverčiamas riebalų rūgštimis, kurios kaupiamos kaip triacilgliceridai. Inkstuose gliukozės kiekį šlapime absorbuoja viršūnių ląstelių membranose esantys SGLT1 ir SGLT2 ir praeina per GLUT2 bazolateralinėse ląstelių membranose. Maždaug 90% gliukozės inkstų reabsorbcija SGLT2 ir apie 3% per SGLT1.

Biosintezė

Augaluose ir kai kuriuose prokariotuose gliukozė yra fotosintezės produktas. Gliukozė taip pat gaminama skaidant polimerines gliukozės formas, tokias kaip glikogenas (gyvūnams ir grybams) arba krakmolas (augalams). Glikogeno skilimas vadinamas glikogenolize, krakmolo skilimas - krakmolo degradacija.

Medžiagų apykaitos kelias, kuris prasideda molekulėmis, turinčiomis nuo dviejų iki keturių anglies atomų (C) ir baigiasi gliukozės molekulėje, turinčioje šešis anglies atomus, vadinamas gliukoneogeneze ir vyksta visuose gyvuose organizmuose. Mažesnės pradinės medžiagos yra kitų metabolizmo būdų rezultatas. Juk beveik visos biomolekulės gaunamos pasisavinant anglies dioksidą augaluose fotosintezės būdu. Alfa-D-gliukozės susidarymo laisva energija yra 917,2 kilodžaulių viename molyje. Žmonėms gliukoneogenezė vyksta kepenyse ir inkstuose, bet ir kituose ląstelių tipuose. Kepenyse yra apie 150 g glikogeno, griaučių raumenyse - apie 250 g. Tačiau gliukozės išsiskyrimas raumenų ląstelėse skaidant glikogenui negali būti tiekiamas į kraujotaką, nes gliukozę fosforilina heksokinazės, o gliukozė-6-fosfatazė nėra ekspresuojama. fosfatų grupė. Skirtingai nuo gliukozės, nėra gliukozės-6-fosfato transporto baltymų. Gliukogenogenezė leidžia kūnui gaminti gliukozę iš kitų metabolitų, įskaitant laktatą ar tam tikras amino rūgštis, kai jie vartojami energijai. Inkstų kanalėlių ląstelės taip pat gali gaminti gliukozę.

gliukozės skilimas

Žmogaus organizme gliukozė metabolizuojama glikolizės ir pentozės fosfato keliu. Glikolizė naudojama visiems gyviems organizmams, šiek tiek kintant, ir visi organizmai generuoja energiją skaidydami monosacharidus. Vykstant tolesniam metabolizmo procesui, jis gali būti visiškai suskaidytas oksidacijos dekarboksilinimo, Krebso ciklo (tai yra citrinos rūgšties ciklo sinonimas) ir kvėpavimo grandinės link vandeniui ir anglies dioksidui. Jei tam nepakanka deguonies, gyvūnams gliukozės skaidymas vykdo anaerobinį laktatą fermentuojant pieno rūgštį ir išskiria mažiau energijos. Raumenų laktatas patenka į kepenis per kraują žinduoliuose, kur vyksta gliukoneogenezė (Cori ciklas). Esant dideliam gliukozės kiekiui, riebalų rūgštims sintetinti taip pat gali būti naudojamas Krebso ciklo metabolitas acetil-CoA. Gliukozė taip pat naudojama papildyti organizmo glikogeno atsargas, kurių pirmiausia yra kepenyse ir griaučių raumenyse. Šie procesai yra hormoniškai reguliuojami.

Kituose gyvuose organizmuose gali pasireikšti kitokios fermentacijos formos. E. coli bakterijos gali augti terpėse, kuriose gliukozė yra vienintelis anglies šaltinis. Kai kuriose bakterijose ir modifikuotoje formoje, taip pat archėjose, gliukozė yra suskaidoma per Entner-Dudorovo kelią.

Gliukozės, kaip energijos šaltinio, naudojimas ląstelėse yra arba aerobinis kvėpavimas, ir anaerobinis kvėpavimas, arba fermentacija. Pirmasis glikolizės etapas yra gliukozės fosforilinimas heksokinaze, kad susidarytų gliukozės 6-fosfatas. Pagrindinė greito gliukozės fosforilinimo priežastis yra užkirsti kelią jos difuzijai iš ląstelės, nes įelektrinta fosfatų grupė neleidžia gliukozės 6-fosfatui lengvai pereiti per ląstelės membraną. Be to, fosfatų grupės pridėjimas su dideliu energijos suvartojimu gliukozės tolesniam skaidymui vėlesniuose glikolizės etapuose. Fiziologinėmis sąlygomis ši pradinė reakcija yra negrįžtama..

Atliekant anaerobinį kvėpavimą, viena gliukozės molekulė padidina dviejų ATP molekulių kiekį (glikolizės metu per fosforilinimo lygio substratą susidaro keturios ATP molekulės, tačiau dviem iš jų reikalingi procese naudojami fermentai). Aerobinio kvėpavimo metu gliukozės molekulė yra daug naudingesnė, nes oksidacinio fosforilinimo būdu sukuriama maksimali grynoji 30 arba 32 ATP molekulių (priklausomai nuo organizmo) produkcija..

Norėdami susieti su susijusiais straipsniais, spustelėkite žemiau esančius genus, baltymus ir metabolitus.

Naviko ląstelės dažnai auga gana greitai ir gliukolizės būdu suvartoja didesnį nei vidutinis gliukozės kiekį, todėl žinduoliuose susidaro laktatas, galutinis fermentacijos produktas, net ir esant deguoniui. Šis poveikis vadinamas Warburgo efektu. Kad padidėtų gliukozės pasisavinimas navikuose, įvairūs SGLT ir GLUT yra per daug gaminami.

Mielėse etanolis fermentuojamas esant didelei gliukozės koncentracijai, net ir esant deguoniui (kas dažniausiai sukelia kvėpavimą, bet ne fermentaciją). Šis efektas vadinamas Crabtree efektu..

Energijos šaltinis

Gliukozė biologijoje yra visur esantis kuras. Jis naudojamas kaip energijos šaltinis organizmuose, pradedant bakterijomis ir baigiant žmonėmis, naudojant aerobinį kvėpavimą, anaerobinį kvėpavimą (bakterijose) arba fermentaciją. Gliukozė yra pagrindinis žmogaus kūno energijos šaltinis per aerobinį kvėpavimą, suteikiant apie 3,75 kilokalorijas (16 kilodžaulių) maisto energijos vienam gramui. Pasiskirstius angliavandeniams (pvz., Krakmolui), gaunami mono- ir disacharidai, kurių dauguma yra gliukozė. Vykdant glikolizę, o tada vykstant citrinos rūgšties ciklo ir oksidacinio fosforilinimo reakcijoms, gliukozė galiausiai oksiduojama, kad susidarytų anglies dioksidas ir vanduo, gaunantys energiją daugiausia ATP pavidalu. Insulino atsakas, kaip ir kiti mechanizmai, reguliuoja gliukozės koncentraciją kraujyje. Fiziologinis gliukozės kalorijų kiekis, atsižvelgiant į šaltinį, yra atitinkamai 16,2 kJ / g ir 15,7 kJ / g (3,74 kcal / g). Didelis angliavandenių iš augalinės biomasės kiekis lemia skirtingus metodus evoliucijos procese, ypač mikroorganizmuose, naudojant energiją ir kaupiant anglį gliukozėje. Yra skirtumų, kai galutinis produktas nebegali būti naudojamas energijos gamybai. Atskirų genų ir jų genų produktų, fermentų buvimas lemia galimas reakcijas. Metabolizmo glikolizės kelią naudoja beveik visi gyvieji. Svarbus glikolizės naudojimo skirtumas yra NADP, kaip anabolizmo reduktoriaus, kuris priešingu atveju turėtų atsirasti netiesiogiai, sumažėjimas.

Gliukozė smegenims tiekia beveik visą energiją, todėl jos buvimas veikia psichologinius procesus. Kai gliukozės yra mažai, sutrinka psichiniai procesai, reikalaujantys protinių pastangų (pvz., Savikontrolė, pastangų reikalaujantis sprendimas). Smegenyse, kurių pagrindinis energijos šaltinis yra gliukozė, gliukozės koncentracija paprastai būna nuo 4 iki 6 mM (5 mM lygi 90 mg / dL), tačiau nevalgius ji sumažėja iki 2–3 mM. Painiava įvyksta žemiau 1 mM, o žemesniais lygiais - com.

Gliukozės kiekis kraujyje vadinamas cukraus kiekiu kraujyje. Cukraus kiekį kraujyje reguliuoja gliukozės prisijungimas prie pagumburio nervinių ląstelių. Be to, smegenyse esanti gliukozė jungiasi su gliukozės receptoriais atlygio sistemoje accumbens branduolyje. Gliukozės prisijungimas prie saldžių receptorių liežuvyje skatina įvairių energijos metabolizmo hormonų išsiskyrimą per gliukozę ar kitą cukrų, todėl padidėja ląstelių pasisavinimas ir sumažėja cukraus kiekis kraujyje. Dirbtiniai saldikliai nesumažina cukraus kiekio kraujyje.

Sveiko žmogaus cukraus kiekis kraujyje per trumpą nevalgymo laiką, pavyzdžiui, po nakties, yra maždaug 70–100 mg / dL kraujo (4–5,5 mM). Kraujo plazmoje išmatuotos vertės yra maždaug 10-15% didesnės. Be to, arterinio kraujo vertė yra didesnė už koncentraciją veniniame kraujyje, nes gliukozė absorbuojama į audinį praeinant kapiliarinę lovą. Be to, kapiliariniame kraujyje, kuris dažnai naudojamas cukraus kiekiui kraujyje nustatyti, vertė kartais būna didesnė nei veninio kraujo. Gliukozės kiekį kraujyje reguliuoja hormonai insulinas, inkretinas ir gliukagonas. Insulinas mažina gliukozės kiekį, gliukagonas - juos. Be to, dėl hormonų, adrenalino, tiroksino, gliukokortikoidų, somatotropino ir adrenokortikotropino padidėja gliukozės kiekis. Be to, taip pat yra nuo hormonų nepriklausomas reguliavimas, kuris vadinamas gliukozės autoreguliacija. Po valgio padidėja cukraus koncentracija kraujyje. Didesnės nei 180 mg / dL vertės veniniame visame kraujyje yra nenormalios ir vadinamos hiperglikemija, mažesnės nei 40 mg / dL vertės - hipoglikemija. Kai reikia, gliukozė į kraują patenka gliukozės-6-fosfatazės būdu iš gliukozės-6-fosfato, gauto iš kepenų ir inkstų glikogeno, taip reguliuojant gliukozės kiekį kraujyje homeostazę. Atrajotojams gliukozės koncentracija kraujyje yra mažesnė (galvijams - 60 mg / dl, avims - 40 mg / dL), nes angliavandeniai jų žarnyno floroje daugiau virsta trumposios grandinės riebalų rūgštimis..

Dalį gliukozės astrocitai paverčia pieno rūgštimi, kurią smegenų ląstelės panaudoja kaip energijos šaltinį; šiek tiek gliukozės naudoja žarnyno ląstelės ir raudonieji kraujo kūneliai, o likusi dalis pasiekia kepenų, riebalinio audinio ir raumenų ląsteles, kur ji absorbuojama ir kaupiama kaip glikogenas (insulinu). Kepenų ląstelės glikogeną gali paversti gliukoze ir grąžinti į kraują, kai insulino yra mažai arba jo nėra; raumenų ląstelės dėl fermentų trūkumo negrąžina glikogeno į kraują. Riebalų ląstelėse gliukozė naudojama reakcijoms, kurias sintetina tam tikros riebios rūšys, ir turi kitus tikslus. Glikogenas yra organizmo „energijos kaupimo gliukozės“ mechanizmas, nes jis yra daug „efektyvesnis erdvėje“ ir mažiau reaktyvus nei pati gliukozė..

Dėl svarbos žmogaus sveikatai gliukozė yra gliukozės tyrimų, kurie yra įprasti medicininiai kraujo tyrimai, analitė. Valgymas ar nevalgymas prieš imant kraujo mėginį daro įtaką gliukozės kiekio kraujo tyrimams; didelis gliukozės kiekis nevalgius cukraus kiekis kraujyje gali būti prediabeto ar cukrinio diabeto požymis.

Glikemijos indeksas yra suvartotų angliavandenių rezorbcijos ir virimo gliukozės kiekiu kraujyje rodiklis, matuojamas kaip plotas po gliukozės kreive po vartojimo, palyginti su gliukoze (gliukozė apibrėžiama kaip 100). Klinikinė glikemijos indekso reikšmė yra prieštaringa, nes maistas, kuriame yra daug riebalų, sulėtina angliavandenių rezorbciją ir sumažina glikemijos indeksą, pavyzdžiui, ledai. Alternatyvi metrika yra insulino indeksas, matuojamas kaip suvartojamų angliavandenių poveikis insulino kiekiui kraujyje. Glikeminė apkrova yra gliukozės kiekio, pridedamo prie gliukozės kiekio kraujyje po vartojimo, matas, remiantis glikemijos indeksu ir suvartoto maisto kiekiu..

Prekursorius

Organizmai gliukozę naudoja kaip pirmtaką kelių svarbių medžiagų sintezei. Krakmolas, celiuliozė ir glikogenas („gyvūninis krakmolas“) yra įprasti gliukozės polimerai (polisacharidai). Kai kurie iš šių polimerų (krakmolas arba glikogenas) tarnauja kaip energijos atsargos, o kiti (celiuliozė ir chitinas, pagamintas iš gliukozės darinio) atlieka struktūrinius vaidmenis. Gliukozės oligosacharidai kartu su kitais cukrumi yra svarbios energijos atsargos. Tai apima laktozę, vyraujantį piene esantį cukrų, kuris yra gliukozės-galaktozės disacharidas, ir sacharozę, kitą disacharidą, kurį sudaro gliukozė ir fruktozė. Gliukozė taip pat pridedama prie tam tikrų baltymų ir lipidų procese, vadinamame glikozilinimu. Tai dažnai yra labai svarbu jų veikimui. Fermentai, surišantys gliukozę su kitomis molekulėmis, paprastai naudoja fosforilintą gliukozę, kad kurtų naują ryšį, sujungdami jį pertraukdami gliukozės ir fosfato ryšį.

Be tiesioginio gliukozės naudojimo kaip monomero, gliukozę galima suskaidyti, kad sintezuotų įvairiausias kitas biomolekules. Tai svarbu, nes gliukozė yra tiek pirminės energijos atsargos, tiek organinės anglies šaltinis. Gliukozę galima suskaidyti ir paversti lipidais. Tai taip pat yra kitų svarbių molekulių, tokių kaip vitaminas C (askorbo rūgštis), sintezės pirmtakas. Gyvuose organizmuose gliukozė virsta keliais kitais cheminiais junginiais, kurie yra pradinė medžiaga įvairiems medžiagų apykaitos keliams. Tarp jų visi kiti monosacharidai, tokie kaip fruktozė (per poliolio kelią), manozė (gliukozės epimeras 2 padėtyje), galaktozė (epimeras 4 padėtyje), fukozė, įvairi urono rūgštis ir aminorūgščių cukrus gaunami iš gliukozės. Be fosforilinimo iki gliukozės-6-fosfato, kuris yra glikolizės dalis, skaidant gliukozę, ji gali būti oksiduojama iki gliukono-1,5-laktono. Gliukozė yra naudojama kai kuriose bakterijose kaip statybinė medžiaga trehalozės ar dekstrano biosintezėje, o gyvūnams - kaip glikogeno sudedamoji dalis. Gliukozė taip pat gali virsti iš bakterinės ksilozės izomerazės į fruktozę. Be to, gliukozės metabolitai gamina visas neesmines amino rūgštis, cukraus alkoholius, tokius kaip manitolis ir sorbitolis, riebalų rūgštis, cholesterolį ir nukleorūgštis. Galiausiai, gliukozė naudojama kaip baltymų glikozilinimo į glikoproteinus, glikolipidus, peptidoglikanus, glikozidus ir kitas medžiagas (katalizuojamos glikoziltransferazės) statybinė medžiaga ir nuo jų gali būti atskirta glikozidazėmis..

patologija

Diabetas

Cukrinis diabetas yra medžiagų apykaitos sutrikimas, kai organizmas negali reguliuoti gliukozės kiekio kraujyje dėl insulino trūkumo organizme arba kūno ląstelių nesugebėjimo tinkamai reaguoti į insuliną. Kiekvieną iš šių situacijų gali sukelti nuolat aukštas gliukozės kiekio kraujyje padidėjimas dėl kasos perdegimo ir atsparumo insulinui. Kasa yra organas, atsakingas už insulino ir gliukagono hormonų sekreciją. Insulinas yra hormonas, reguliuojantis gliukozės kiekį, leidžiantis kūno ląstelėms absorbuoti ir naudoti gliukozę. Be jo gliukozė negali patekti į ląstelę, todėl negali būti naudojama kaip kuras kūno funkcijoms atlikti. Jei kasa patiria nuolat aukštą gliukozės kiekį kraujyje, gali būti pažeistos insuliną gaminančios kasos ląstelės, todėl organizme gali trūkti insulino. Atsparumas insulinui atsiranda, kai kasa bando gaminti vis daugiau insulino, reaguodama į nuolat padidėjusį gliukozės kiekį kraujyje. Galų gale likusi kūno dalis tampa atspari kasos gaminamam insulinui, kuriam reikia daugiau insulino, kad būtų pasiektas tas pats gliukozės kiekį kraujyje mažinantis poveikis, ir priverčia kasą gaminti dar daugiau insulino, kad galėtų konkuruoti su atsparumu. Ši neigiama spiralė prisideda prie kasos perdegimo ir diabeto progresavimo.

Siekiant stebėti organizmo reakciją į gydymą mažinant gliukozės kiekį kraujyje, galima išmatuoti gliukozės kiekį. Gliukozės kiekį kraujyje galima stebėti keliais būdais, pavyzdžiui, gliukozės nevalgius testu, kuris matuoja gliukozės kiekį kraujyje po 8 valandų badavimo. Kitas testas yra 2 valandų gliukozės tolerancijos testas (GTT) - šiam testui žmogus turi atlikti gliukozės nevalgius testą nevalgius, tada išgeria 75 gramų gliukozės gėrimą ir vėl pateikia paraišką. Šis testas įvertina žmogaus kūno gebėjimą apdoroti gliukozę. Laikui bėgant, gliukozės kiekis kraujyje turėtų sumažėti, nes insulinas leidžia jį absorbuoti ląstelėms ir nepatekti į kraują.

Antsvoris ir nutukusios kepenys

Padidėjęs gliukozės kiekis sukelia nutukimą ir dėl to iš dalies metabolinį sindromą su nealkoholine riebalų kepenų liga, bet ne gliukozės suvartojimą kaip įprastą kalorijų dalį..

Paprastųjų monosacharidų metabolizmas ir kai kurios biocheminės gliukozės reakcijos